fotonen: een massa of niet ?

[Anonymous]

Ik snap niet hoe het kan dat fotonen geen massa hebben, en WEL een impuls, immers p=m*v en aangezien v=0, zou volgens mij (maar dit blijkt verkeerd te zijn) p=0. Zou iemand me dit aub kunnen uitleggen?

[Elmo]

Een foton heeft GEEN massa. Als een foton wel massa zou hebben, dan zou de electrostatische interactie geen lange-afstandskracht zijn met een 1/(afstand)^2 karakteristiek. Dat is wel zo; zelfs aangetoond over 1000'en lichtjaren...

@Noortje: als jouw prof beweerd dat een foton massa heeft dan heb je hem niet goed begrepen, of dan is het een slecht professor.

Een foton heeft echt GEEN massa.

@Flappie: p=mv mag je alleen maar klassiek (Newtoniaans) gebruiken. Correct is p^2 c^2 = E^2 - m^2 c^4. In het geval van een foton (m=0) vind je dan dus E^2 = p^2 c^2, en dat verklaart ook waarom een bundel van MASSALOZE fotonen prima een zandkorrel omhoog kan houden.

[noortje]

suyver: ik denk niet dat er vel te misgrijpen is aan volgende zin: fotonen hebben massa, want. Of je verstaan geen nederlands natuurlijk.

Hem zomaar een slechte prof te noemen zonder hem te kennen. Tja, dat zegt meer over jezelf dan over de prof vind ik. Hij zal zijn redenen wel hebben om dat te zeggen

[Stefan]

Ik ben erg benieuwd welke prof het was die beweerde dat fotonen massa hebben. Volgens mij leer je in je eerste jaar van je [edit: Natuurkunde-]studie al dat fotonen geen massa hebben.

Een interessant punt is trouwens dit: Als wij het over bijvoorbeeld de massa van een proton ofzo hebben, bedoelen we de massa als het proton in rust is. (als het beweegt wordt de (effectieve) massa volgens de relativiteitstheorie groter)

Dus de vraag is wat bedoel je met de massa van een foton? Een foton is nooit in rust, de normale betekenis van massa kunnen we dus niet gebruiken..

[noortje]

wanneer een foton massa heeft weet ik niet. Hij heeft het enkel terloopt gezegd, tijdens het hoofdstuk lasers als ik me niet vergis. Hij heeft het dus niet wiskundig bewezen, omdat het niet tot onze leerstof behoort.

Maar blijkbaar is hij niet de enige, want iemand zei als ik me niet vergis dat er wel meer stemmen opgaan in die richting. zijn daar dan geen bronnen van. Ik kan me niet voorstellen dat m'n prof zelf die bevindingen heeft gedaan

Hij bedoelde in ieder geval niet proton

[peterdevis]

Een foton heeft GEEN massa.

verbetering : Men veronderstelt dat fotonen geen massa hebben. Indien dit wel zo is zullen heel wat theorien herzien moeten worden.

A new limit on photon mass, less than 10-51 grams or 7 x 10-19 electron volts, has been established by an experiment in which light is aimed at a sensitive torsion balance; if light had mass, the rotating balance would suffer an additional tiny torque. This represents a 20-fold improvement over previous limits on photon mass.

Photon mass is expected to be zero by most physicists, but this is an assumption which must be checked experimentally. A nonzero mass would make trouble for special relativity, Maxwell's equations, and for Coulomb's inverse-square law for electrical attraction.

uit

http://www.aip.org/enews/physnews/2003/spl...plit/625-2.html

[noortje]

bedankt peterdevis!!

Het kon niet bestaan dat enkel mijn prof daar van gehoord had

Wat kan men er eigenlijk mee doen met die massa? Zou deze op bepaalde gebieden wel een rol kunnen gaan spelen? Is het zoals bij de kwantummechanica dat door deze "verandering" een hele resem nieuwe theorieen bedacht kunnen worden?

[Stefan]

Bij dit experiment heeft men aangetoond dat de massa van een foton, mocht die niet nul zijn, zoiezo kleiner is dan 0,0000..[51 nullen]..001 gram. Het is experimenteel eigenlijk onmogelijk te bewijzen dat de massa precies nul is [wie weet er een experiment?]. Je hebt altijd te maken met onnauwkeurigheden.

Dit zie je ook bij het testen van hoe zwaartekracht zich op kleine afstanden gedraagt [voor grote afstanden weten we F=GmM/r^2 enzo].

Op een afstand kleiner dan een millimeter heeft men de zwaartekracht nog niet kunnen waarnemen!

Wat ik hiermee wil zeggen: er zijn wel meer dingen in de natuurkunde die je aanneemt waar te zijn, maar die erg moeilijk zijn te testen. Zoals massa foton is nul (anders klopt de hele theorie van einstein niet), zwaartekracht zal ook wel bestaan op korte afstanden..

[peterdevis]

bedankt peterdevis!!

Het kon niet bestaan dat enkel mijn prof daar van gehoord had

Wat kan men er eigenlijk mee doen met die massa? Zou deze op bepaalde gebieden wel een rol kunnen gaan spelen? Is het zoals bij de kwantummechanica dat door deze "verandering" een hele resem nieuwe theorieen bedacht kunnen worden?

Let op!

Hiermee wil ik niet zeggen dat een foton een massa heeft! (ik ben voorstander van een massaloos foton)

Dus nu al gaan vragen wat je met die massa kunt gaan doen is pure speculatie en niet erg wetenschappelijk.

[noortje]

dat is natuurlijk ook waar! Maar het bewijst wel dat mijn prof niet zomaar iets uit zijn duim zuigt om ons wakker te houden;)

voor mezelf kan ik niet zeggen of een foton al dan niet een massa heeft, omdat ik te weinig ken van beide pro en contra's. (ik herhaal dus maar voor de zekerheid: de stelling die ik gaf is niet afkomstig van mij, maar van mijn prof natuurkunde).

het zou anders weer wat aanbreien bij de fysica mocht men een hele nieuwe "brok" vinden als destijds de kwantummechanica gedaan heeft.

laat ze nu maar eerst het higgs deeltje zoeken en wie weet later al dan niet de massa van een foton.

Trouwens om even verder te gaan over de relativiteitstheorie: ergens op dit forum hierben ik een post begonnen dat NASA een stuk van de relativiteitstheorie wil gaan controleren. Is daar soms al iets van bekend?

[Knownothing]

A new limit on photon mass, less than 10-51 grams or 7 x 10-19 electron volts, has been established by an experiment in which light is aimed at a sensitive torsion balance; if light had mass, the rotating balance would suffer an additional tiny torque. This represents a 20-fold improvement over previous limits on photon mass.

Photon mass is expected to be zero by most physicists, but this is an assumption which must be checked experimentally. A nonzero mass would make trouble for special relativity, Maxwell's equations, and for Coulomb's inverse-square law for electrical attraction.

Aangenomen dat die maximum-massa het daadwerkelijke gewicht is: Hoelang moet mijn 100W gloeilamp branden om een grammetje licht te produceren? Ik weet niet hoeveel fotonen ze per tijdseenheid uitzendt.

[Elmo]

Maar het bewijst wel dat mijn prof niet zomaar iets uit zijn duim zuigt om ons wakker te houden;)

Hoezo? Het geeft alleen een bovengrens voor de massa van het foton. Zoals al eerder is aangegeven: het is onmogelijk om experimenteel te bewijzen dat iets nul is; of het nu een massa is of iets anders.

Als jouw prof zegt dat er een >0 bovengrens voor de massa van het foton is, en dat deze zeer klein is, dan is dat 100 % correct en zal niemand daar problemen mee hebben. Zo is ook de experimenteel bepaalde bovengrens voor de lading van het foton >0, maar toch denkt iedereen dat deze (ook) nul is. Het is alleen wat anders wanneer jij zegt dat "fotonen hebben massa": dan zeg je dus dat er een >0 waarde voor de foton-massa is en dat heeft allerlei gevolgen (zie onder) en dan zou die waarde dus ook gemeten en gepubliceerd moeten zijn.

Je zou mij (ons?) een plezier kunnen doen door je prof te vragen wat hij precies bedoelde. En als hij bedoelde dat een foton massa heeft, misschien dat je hem dan kan vragen hoe groot deze is?

laat ze nu maar eerst het higgs deeltje zoeken en wie weet later al dan niet de massa van een proton.

De massa van het proton is al zeer goed bekend: 1.67262158(13) × 10-27 kg.

Trouwens om even verder te gaan over de relativiteitstheorie: ergens op dit forum hierben ik een post begonnen dat NASA een stuk van de relativiteitstheorie wil gaan controleren. Is daar soms al iets van bekend?

Volgens jouw prof klopt de relativiteitstheorie dus niet : want in de relativiteitstheorie is de massa van het foton noodzakelijkerwijs gelijk aan 0.

Overigens, nog wat gevolgen van een niet-0 foton massa:

1) De Coulomb-wet is fout (1/r^2 interactie)

2) De Quantumelectrodynamica is incorrect en niet renormaliseerbaar.

3) Ladingsbehoud is niet langer gegarandeerd

4) De relativiteitstheorie klopt niet meer

5) ...

[noortje]

proton was een typfout, omdat ik denk ik in de war was met het feit dat iemand dacht dat het misschien proton moest zijn, maar dat was niet het geval

[Elmo]

proton was een typfout, omdat ik denk ik in de war was met het feit dat iemand dacht dat het misschien proton moest zijn, maar dat was niet het geval

OK, prima.

Maar om terug te komen op je argument zoals je er eerst mee kwam, heb ik een duidelijke vraag: Geloof jij dat het feit dat je met een (intense) laser een zandkorrel omhoog kan houden een bewijs is voor het ongelijk aan 0 zijn van de massa van het foton?

Verder wacht ik met spanning af of je aan je prof gaat vragen hoe het nu precies zit...

[doemdenker]

Uhm, weten we eigenlijk wel precies wat een foton is, en wat het begrip massa inhoud?